Галлий арсенидінің өндірілу әдістері мен қасиеттері

Кіріспе

Галлий арсениді (GaAs) – цинк бленді кристалдық құрылымы бар III-V тікелей жолақты жартылай өткізгіш. Галлий арсениді микротолқынды жиіліктегі интегралдық тізбектер, монолитті микротолқынды интегралдық тізбектер, инфрақызыл сәуле шығаратын диодтар, лазерлік диодтар, күн элементтері және оптикалық терезелер сияқты құрылғыларды жасауда қолданылады. Тік градиентті қатыру (VGF) процесі. Бриджман-Стокбаргер әдісінде горизонталь аймақтық пешті пайдалана отырып, галлий мен мырыш буларының өзара әрекеттесуі және пештің салқын жағындағы бастама кристалдарына бос молекулалардың тұнуы арқылы кристалл өсіру жүзеге асырылады. Жоғары тазалықтағы, жартылай оқшаулағыш қасиеттерін көрсете алатын бір кристаллдарды өндіру үшін сұйық капсулаланған Чохральски (LEC) өсімі қолданылады (төменде қараңыз). GaAs пластиналарының көп бөлігі осы процесс арқылы өндіріледі. GaAs қабаттарын өндірудің баламалы әдістері:
Газ тәрізді галлий металлы мен арсен трихлоридінің VPE реакциясы: 2 Ga + 2AsH₃ → 2 GaAs + 3H₂
Триметилгаллий мен арсиннің MOCVD реакциясы: (CH₃)₃Ga + AsH₃ → GaAs + 3CH₄
Галлий мен арсеннің молекулалық сәулелі эпитаксісі (MBE): 4 Ga + As₂ → 4 GaAs немесе 2 Ga + AsH₃ → 2 GaAs

GaAs ауада тотығуға ұшырайды, бұл жартылай өткізгіштің жұмысын нашарлатады. Беткі қабатты кубтық галлий(II) сульфидінің қабатын жабу арқылы пассивтеуге болады, мысалы, tert-бутилгаллий сульфиді қосылысын (tBuGaS)₇ қолдану арқылы.

Жартылай оқшаулағыш кристалдар

Артық арсен мөлшері болғанда, GaAs кристалдары кристаллографиялық ақаулармен өседі; атап айтқанда, арсен антисайт ақаулары (кристалл торында галлий атомы орнында арсен атомы). Бұл ақаулардың электрондық қасиеттері (басқаларымен өзара әрекеттесуі) Ферми деңгейін энергиялық саңылаудың ортасына жуық орналастырады, сондықтан бұл GaAs кристаллының электрондары мен тесіктерінің концентрациясы өте төмен болады. Бұл төмен тасымалдаушы концентрациясы табиғи (допингсіз) кристалға ұқсас, бірақ тәжірибеде оны қол жеткізу әлдеқайда оңай. Бұл кристалдар "жартылай оқшаулағыш" деп аталады, олардың кедергісі 10⁷–10⁹ Ом·см құрайды (жартылай өткізгіш үшін бұл өте жоғары көрсеткіш, бірақ шыны сияқты нағыз оқшаулағыштан әлдеқайда төмен).

Кремнийдің артықшылықтары

Кремний интегралдық схемаларды жасау үшін GaAs-қа қарағанда үш маңызды артықшылығы бар. Біріншіден, кремний мол және силикат минералдары түрінде өңдеуі арзан. Кремний өндірісінің масштабты тиімділігі де GaAs-ты қабылдауға кедергі келтірді. Сонымен қатар, Si кристаллының құрылымы өте тұрақты және диаметрі өте үлкен түйірлерге өсірілуі және өте жақсы түсіммен өңделуі мүмкін. Бұл сонымен қатар өте жақсы жылу өткізгіш, осылайша транзисторларды тығыз орналастыруға мүмкіндік береді, олар жұмыс істеу кезіндегі жылуды таратуы керек, бұл өте үлкен интегралдық схемаларды жобалау және өндіру үшін өте маңызды. Мұндай жақсы механикалық қасиеттер оны наноэлектрониканың қарқынды дамып келе жатқан саласына да қолайлы материал етеді. Әрине, GaAs беті диффузия үшін қажетті жоғары температураға төтеп бере алмайды, бірақ 1980 жылдардан бері қолданылатын және белсенді түрде зерттеліп жатқан балама – иондық имплантация. Si-дың екінші маңызды артықшылығы – оқшаулағыш ретінде қолданылатын туалас оксидінің (кремний диоксиді, SiO2) болуы. Кремний диоксиді кремний тізбектеріне оңай енгізілуі мүмкін, ал мұндай қабаттар кремнийге жақсы жабысады. SiO2 жақсы оқшаулағыш ғана емес (8.9 эВ байланыс аралығымен), сонымен қатар Si-SiO2 интерфейсі тамаша электрлік қасиеттерге ие болуы үшін оңай реттелуі мүмкін, ең бастысы – интерфейс күйлерінің төмен тығыздығы. GaAs-та туалас оксид жоқ, тұрақты жабысқақ оқшаулағыш қабатты оңай ұстай алмайды және Si-SiO2-дың диэлектрлік беріктігіне немесе бетін пассивтеу қасиеттеріне ие емес. Бұл жоғары жылдамдықты P-арналы өрістік эффектті транзисторларды жасауға мүмкіндік береді, олар CMOS логикасы үшін қажет. Олар жылдам CMOS құрылымына ие болмағандықтан, GaAs тізбектері энергияны көп тұтынатын логикалық стильдерді пайдалануы керек, бұл GaAs логикалық тізбектерінің кремнийлік логикалық тізбектерімен бәсекелесуіне кедергі келтірді. Күн батареяларын жасау үшін кремнийдің күн сәулесін сіңіру қабілеті салыстырмалы түрде төмен, яғни күн сәулесінің көп бөлігін сіңіру үшін 100 микрометр Si қажет. Мұндай қабат салыстырмалы түрде берік және оны ұстау оңай. Ал GaAs-тың сіңіру қабілеті соншалықты жоғары, барлық жарықты сіңіру үшін тек бірнеше микрометр қалыңдық жеткілікті. Сондықтан GaAs жұқа пленкалары субстрат материалға сүйенуі керек. Кремний таза элемент, бұл GaAs-тың стехиометриялық тепе-теңдігінің бұзылуы және термиялық араласуының алдын алады. Кремнийдің кристалдық торшасы дерлік мінсіз, қосымшалардың тығыздығы өте төмен және өте кішкентай құрылымдарды жасауға мүмкіндік береді (2020 жылғы коммерциялық өндірісте 5 нм-ге дейін). Керісінше, GaAs-тың қосымшалардың өте жоғары тығыздығы бар, бұл кішкентай құрылымдармен интегралдық схемаларды жасауды қиындатады, сондықтан 500 нм процесі GaAs үшін әдеттегі процесс болып табылады. Кремнийдің жылу өткізгіштігі GaAs-тан шамамен үш есе жоғары, бұл жоғары қуатты құрылғыларда жергілікті қызу қаупін азайтады.

Silicon has three major advantages over GaAs for integrated circuit manufacture. First, silicon is abundant and cheap to process in the form of silicate minerals. The economies of scale available to the silicon industry has also hindered the adoption of GaAs. In addition, a Si crystal has a very stable structure and can be grown to very large diameter boules and processed with very good yields. It is also a fairly good thermal conductor, thus enabling very dense packing of transistors that need to get rid of their heat of operation, all very desirable for design and manufacturing of very large ICs. Such good mechanical characteristics also make it a suitable material for the rapidly developing field of nanoelectronics. Naturally, a GaAs surface cannot withstand the high temperatures needed for diffusion; however a viable and actively pursued alternative as of the 1980s was ion implantation. The second major advantage of Si is the existence of a native oxide (silicon dioxide, SiO2), which is used as an insulator. Silicon dioxide can be incorporated onto silicon circuits easily, and such layers are adherent to the underlying silicon. SiO2 is not only a good insulator (with a band gap of 8.9 eV), but the Si SiO2 interface can be easily engineered to have excellent electrical properties, most importantly low density of interface states. GaAs does not have a native oxide, does not easily support a stable adherent insulating layer, and does not possess the dielectric strength or surface passivating qualities of the Si SiO2. This high mobility allows the fabrication of higher speed P channel field effect transistors, which are required for CMOS logic. Because they lack a fast CMOS structure, GaAs circuits must use logic styles which have much higher power consumption; this has made GaAs logic circuits unable to compete with silicon logic circuits. For manufacturing solar cells, silicon has relatively low absorptivity for sunlight, meaning about 100 micrometers of Si is needed to absorb most sunlight. Such a layer is relatively robust and easy to handle. In contrast, the absorptivity of GaAs is so high that only a few micrometers of thickness are needed to absorb all of the light. Consequently, GaAs thin films must be supported on a substrate material. Silicon is a pure element, avoiding the problems of stoichiometric imbalance and thermal unmixing of GaAs. Silicon has a nearly perfect lattice; impurity density is very low and allows very small structures to be built (down to 5 nm in commercial production as of 2020). In contrast, GaAs has a very high impurity density, which makes it difficult to build integrated circuits with small structures, so the 500 nm process is a common process for GaAs. Silicon has about three times the thermal conductivity of GaAs, with less risk of local overheating in high power devices.

Күн элементтері мен детекторлары

Галлий арсениді – жоғары құнмен және жоғары тиімділікпен ерекшететін күн батареялары үшін маңызды жартылай өткізгіш материал болып табылады және бір кристаллды жұқа пленкалы күн батареялары мен көп түйіспелі күн батареяларында қолданылады. ГаАс күн элементтерін ғарышқа алғаш рет 1965 жылы ұшырылған Венера-3 миссиясында пайдаланған. Kvant компаниясы өндірген GaAs күн батареялары жоғары температурадағы ортада жоғары өнімділігі үшін таңдалды. Сол себепті GaAs жасушалары Луноход роверлерінде де қолданылды. 1970 жылы КСРО-да Жорес Альферов басқарылған команда GaAs гетероқұрылымдық күн элементтерін жасады, олар айтарлықтай жоғары тиімділікке қол жеткізді. 1980 жылдардың басында ең жақсы GaAs күн батареяларының тиімділігі дәстүрлі, кристаллдық кремнийге негізделген күн батареяларының тиімділігінен асып түсті. 1990 жылдары GaAs күн элементтері спутниктік қолданбалар үшін фотоэлектрлік тізімдерде кремнийдің орнын басты, ең көп қолданылатын жасуша түріне айналды. Кейін германий және индий галлий фосфиді қабаттары бар GaAs негізіндегі екі және үш түйіспелі күн элементтері жасалды, бұл үш түйіспелі күн элементінің негізі болды, ол 32%-дан астам рекордтық тиімділікке ие және 2,000 күнге дейін шоғырланған жарықпен де жұмыс істей алады. Осы күн батареясы Марс бетін зерттеген "Спирит" және "Оппортунити" марс зерттеу роверлеріне қуат берді. Көптеген күн машиналары да күн тізімдерінде ГаА-ны пайдаланады, сондай-ақ Хаббл телескопы да. GaAs негізделген құрылғылар 29,1% (2019 жылғы мәліметтер бойынша) бір түйіспелі күн элементтерінің ең жоғары тиімділігі бойынша әлемдік рекордты иеленеді. Бұл жоғары тиімділік өте жоғары сапалы GaAs эпитаксиялық өсуіне, AlGaAs-тің беттік пассивациясына және жұқа пленкалық конструкция арқылы фотондардың қайта өңдеуін ынталандыруға байланысты. GaAs негізделген фотоэлектрлік элементтер жарықты электр энергиясына айналдырудың ең жоғары тиімділігіне де жауапты (2022 жылғы мәліметтер бойынша), өйткені Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems зерттеушілері GaAs жұқа пленкалық фотоэлектрлік элементін 858 нанометр толқын ұзындығы бар монохроматикалық лазерлік жарыққа ұшыратқанда 68,9% тиімділікке қол жеткізді. Бүгінде көп түйіспелі GaAs жасушалары қазіргі фотоэлектрлік жасушалардың ең жоғары тиімділігіне ие және болашақта да осылай болады деген болжам бар. 2022 жылы Rocket Lab инвертті метаморфты көп түйіспелі (IMM) технологиясына негізделген 33,3% тиімділікке ие күн элементін ұсынды. IMM-де алдымен торапқа сәйкес келетін (бірдей торап параметрлері) материалдар өсіріледі, содан кейін сәйкес келмейтін материалдар өсіріледі. Жоғары жасуша, GaInP, алдымен GaAs субстратына сәйкес келе отырып өсіріледі, содан кейін минималды сәйкессіздікпен GaAs немесе GaInAs қабаты, ал соңғы қабатта тораптың сәйкессіздігі ең жоғары болады. Өсуден кейін жасуша екінші тұтқаға бекітіледі және GaAs субстраты алынып тасталады. IMM процесінің басты артықшылығы – тораптың сәйкессіздігі бойынша кері өсу жасушаның жоғары тиімділігіне жол ашады. Кванттық құдықтарды пайдаланатын AlxGa1−xAs GaAs құрылғыларының күрделі конструкциялары инфрақызыл сәулеленуге (QWIP) сезімтал болуы мүмкін. GaAs диодтары рентген сәулелерін анықтау үшін қолданылуы мүмкін.

Gallium arsenide is an important semiconductor material for high cost, high efficiency solar cells and is used for single crystalline thin film solar cells and for multi junction solar cells. The first known operational use of GaAs solar cells in space was for the Venera 3 mission, launched in 1965. The GaAs solar cells, manufactured by Kvant, were chosen because of their higher performance in high temperature environments. GaAs cells were then used for the Lunokhod rovers for the same reason. In 1970, the GaAs heterostructure solar cells were developed by the team led by Zhores Alferov in the USSR, achieving much higher efficiencies. In the early 1980s, the efficiency of the best GaAs solar cells surpassed that of conventional, crystalline silicon based solar cells. In the 1990s, GaAs solar cells took over from silicon as the cell type most commonly used for photovoltaic arrays for satellite applications. Later, dual and triple junction solar cells based on GaAs with germanium and indium gallium phosphide layers were developed as the basis of a triple junction solar cell, which held a record efficiency of over 32% and can operate also with light as concentrated as 2,000 suns. This kind of solar cell powered the Mars Exploration Rovers Spirit and Opportunity, which explored Mars' surface. Also many solar cars utilize GaAs in solar arrays, as did the Hubble Telescope. GaAs based devices hold the world record for the highest efficiency single junction solar cell at 29.1% (as of 2019). This high efficiency is attributed to the extreme high quality GaAs epitaxial growth, surface passivation by the AlGaAs, and the promotion of photon recycling by the thin film design. GaAs based photovoltaics are also responsible for the highest efficiency (as of 2022) of conversion of light to electricity, as researchers from the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems achieved a 68.9% efficiency when exposing a GaAs thin film photovoltaic cell to monochromatic laser light with a wavelength of 858 nanometers. Today, multi junction GaAs cells have the highest efficiencies of existing photovoltaic cells and trajectories show that this is likely to continue to be the case for the foreseeable future. In 2022, Rocket Lab unveiled a solar cell with 33.3% efficiency based on inverted metamorphic multi junction (IMM) technology. In IMM, the lattice matched (same lattice parameters) materials are grown first, followed by mismatched materials. The top cell, GaInP, is grown first and lattice matched to the GaAs substrate, followed by a layer of either GaAs or GaInAs with a minimal mismatch, and the last layer has the greatest lattice mismatch. After growth, the cell is mounted to a secondary handle and the GaAs substrate is removed. A main advantage of the IMM process is that the inverted growth according to lattice mismatch allows a path to higher cell efficiency. Complex designs of AlxGa1−xAs GaAs devices using quantum wells can be sensitive to infrared radiation (QWIP). GaAs diodes can be used for the detection of X rays.

GaAs күн батареяларының болашақ перспективалары

GaAs негізіндегі фотоэлектрлік элементтер күн батареяларының тиімділігі бойынша нағыз көшбасшы болғанымен, олар қазіргі нарықта салыстырмалы түрде шектеулі қолданысқа ие. Соңғы он жылда әлемдегі электр энергиясын өндіру және электр қуатын өндіру қабілеті бойынша күн энергиясы, жел, су, биомасса сияқты басқа отын көздерінен тезірек өсіп келеді. Дегенмен, GaAs күн элементтері кеңінен таралған күн электр энергиясын өндіруге қазірге дейін енгізілген жоқ. Бұл, негізінен, ғарыш қолданысындағы GaAs күн элементтерінің жоғары құнымен байланысты, онда жоғары өнімділік қажеттіліктеріне байланысты қолданыстағы GaAs технологиясының сәйкес жоғары құны қабылданады. Мысалы, GaAs негізіндегі фотоэлектрлік элементтер гамма сәулеленуіне және жоғары температура өзгерістеріне ең жақсы төзімділік көрсетеді, бұл ғарыш аппараттары үшін өте маңызды. Бірақ басқа күн батареяларымен салыстырғанда, III-V күн элементтері кремний негізіндегі күн батареялары сияқты басқа технологиялардан екі-үш есе қымбат. Бұл құнның негізгі көздері – эпитаксиялық өсу құны және жасуша орналастырылатын субстрат. GaAs күн элементтері көбінесе металл-организмдік химиялық бу фазалық осаздану (MOCVD) және гидридтік бу фазалық эпитаксия (HVPE) сияқты эпитаксиялық өсу әдістерін пайдалану арқылы жасалады. Бұл әдістердің құнын айтарлықтай төмендету үшін құралдардың құны, өнімділік, материалдық құн және өндіріс тиімділігі жақсартуды қажет етеді. Бірақ бұл әдіс уақытты көп алады, қаншама қауіпті (фторсутек қышқылын пайдаланумен байланысты) және бірнеше өңдеу кезеңдерін қажет етеді. Дегенмен, фосфид негізіндегі материалдарды және хлорлы қышқылды пайдалана отырып, беттік пассивтеу және минималды өңдеуден кейінгі қалдықтарды қамтамасыз ететін ELO-ға қол жеткізуге мүмкіндік беретін және GaAs субстратын тікелей қайта пайдалануға рұқсат беретін басқа әдістер ұсынылған. Сондай-ақ, қайта пайдалану үшін субстратты бөліп алуға болатындығына алдын ала дәлелдер бар. Субстрат құнын төмендетудің тағы бір жолы – арзан материалдарды пайдалану, бірақ бұл қолданбаға арналған материалдар қазіргі уақытта коммерциялық түрде қол жетімді немесе әзірленбеген. Концентраторлық жүйелер қазіргі фотоэлектрлік құрылымдардың ең жоғары тиімділігіне ие. Осылайша, концентраторлық фотоэлектрлік және эпитаксиялық өсу мен субстрат құнын төмендетуге бағытталған технологиялар GaAs күн элементтерінің құнын төмендетуге және оларды құрлықта қолдануға жол ашуы мүмкін.

Despite GaAs based photovoltaics being the clear champions of efficiency for solar cells, they have relatively limited use in today's market. In both world electricity generation and world electricity generating capacity, solar electricity is growing faster than any other source of fuel (wind, hydro, biomass, and so on) for the last decade. However, GaAs solar cells have not currently been adopted for widespread solar electricity generation. This is largely due to the cost of GaAs solar cells in space applications, high performance is required and the corresponding high cost of the existing GaAs technologies is accepted. For example, GaAs based photovoltaics show the best resistance to gamma radiation and high temperature fluctuations, which are of great importance for spacecraft. But in comparison to other solar cells, III V solar cells are two to three orders of magnitude more expensive than other technologies such as silicon based solar cells. The primary sources of this cost are the epitaxial growth costs and the substrate the cell is deposited on. GaAs solar cells are most commonly fabricated utilizing epitaxial growth techniques such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) and hydride vapor phase epitaxy (HVPE). A significant reduction in costs for these methods would require improvements in tool costs, throughput, material costs, and manufacturing efficiency. but this method is time consuming, somewhat dangerous (with its use of hydrofluoric acid), and requires multiple post processing steps. However, other methods have been proposed that use phosphide based materials and hydrochloric acid to achieve ELO with surface passivation and minimal post etching residues and allows for direct reuse of the GaAs substrate. There is also preliminary evidence that spalling could be used to remove the substrate for reuse. An alternative path to reduce substrate cost is to use cheaper materials, although materials for this application are not currently commercially available or developed. Concentrator systems have the highest efficiency of existing photovoltaics. So, technologies such as concentrator photovoltaics and methods in development to lower epitaxial growth and substrate costs could lead to a reduction in the cost of GaAs solar cells and forge a path for use in terrestrial applications.

Жарық шығаратын құрылғылар

GaAs 1962 жылдан бері жақын инфрақызыл лазерлік диодтарды жасау үшін қолданылып келеді. Ол көбінесе осы мақсаттар үшін басқа жартылай өткізгіш қосылыстармен қорытпалар түрінде қолданылады. Кремний донорлық атомдарымен (Ga орындарында) және бор акцепторлық атомдарымен (As орындарында) легирленген N типі GaAs, иондаушы сәулеленуге сцинтилляциялық фотондарды шығару арқылы жауап береді. Криогендік температурада ол белгілі ең жарқын сцинтилляторлардың бірі болып табылады және келесі алты маңызды факторға байланысты, өзара әрекеттесетін қара материядан сирек кездесетін электрондық тұрақтандыруларды анықтау үшін перспективті кандидат болып табылады: GaAs-тағы кремний донорлық электрондарының байланыс энергиясы барлық белгілі N типі жартылай өткізгіштердің арасында ең төменгілерінің бірі болып табылады. 8 см³ жоғары еркін электрондар «қатып қалмайды» және криогендік температурада локальденбейді. Бор және галлий III топқа жататын элементтер, сондықтан бор көбінесе галлий орнына орналасады. Алайда, жеткілікті саны мырыш орнына ие болып, валенттік аймақтың иондану оқиғасының тесіктерін тиімді ұстап, акцепторлар ретінде әрекет етеді. Валенттік аймақтағы иондану оқиғасының тесігін ұстағаннан кейін, бор акцепторлары локальденбеген донорлық электрондармен радиациялық түрде бірігіп, криогендік аймақтық айырмашылық энергиясынан (1,52 эВ) 0,2 эВ төмен фотондарды жасайды. Бұл GaAs кристаллы сіңіре алмайтын сцинтилляциялық фотондарды жасайтын тиімді радиациялық процесс. Сцинтилляциялық фотондардың барлығы дерлік кристалда ұсталып, сіңіріледі деп күтілсе де, бұл олай емес. Жақында жүргізілген Монте-Карло және Фейнман жол интегралы есептеулері, тар сәулелік сіңудің көп бөлігі абсолюттік сіңу емес, бірақ өткізгіш электрондардан 5 x 10⁻¹⁸ см² көлденең қимасы бар жаңа типтегі оптикалық шашырау болса, жоғары люминесценция толық ішкі шағылысудан қашуға мүмкіндік беретінін көрсетті. Бұл қима Томсон шашырауынан 10⁷ есе үлкен, бірақ металл айнадағы өткізгіш электрондардың оптикалық қимасына шамалас. N типі GaAs(Si,B) коммерциялық түрде 10 кг кристалдық қалыптар түрінде өсіріледі және электрондық тізбектер үшін негіз ретінде жұқа пластиналарға кесіледі. Бор оксиді кристалл өсу кезінде мырыштың жоғалуын болдырмау үшін қаптау материалы ретінде қолданылады, сонымен қатар сцинтилляция үшін бор акцепторларын қамтамасыз етудің артықшылығы бар.

GaAs has been used to produce near infrared laser diodes since 1962. It is often used in alloys with other semiconductor compounds for these applications. N type GaAs doped with silicon donor atoms (on Ga sites) and boron acceptor atoms (on As sites) responds to ionizing radiation by emitting scintillation photons. At cryogenic temperatures it is among the brightest scintillators known and is a promising candidate for detecting rare electronic excitations from interacting dark matter, due to the following six essential factors:
Silicon donor electrons in GaAs have a binding energy that is among the lowest of all known n type semiconductors. Free electrons above 8 per cm3 are not “frozen out" and remain delocalized at cryogenic temperatures. Boron and gallium are group III elements, so boron as an impurity primarily occupies the gallium site. However, a sufficient number occupy the arsenic site and act as acceptors that efficiently trap ionization event holes from the valence band. After trapping an ionization event hole from the valence band, the boron acceptors can combine radiatively with delocalized donor electrons to produce photons 0.2 eV below the cryogenic band gap energy (1.52 eV). This is an efficient radiative process that produces scintillation photons that are not absorbed by the GaAs crystal. One would expect that almost all of the scintillation photons should be trapped and absorbed in the crystal, but this is not the case. Recent Monte Carlo and Feynman path integral calculations have shown that the high luminosity could be explained if most of the narrow beam absorption is not absolute absorption but a novel type of optical scattering from the conduction electrons with a cross section of about 5 x 10−18 cm2 that allows scintillation photons to escape total internal reflection. This cross section is about 107 times larger than Thomson scattering but comparable to the optical cross section of the conduction electrons in a metal mirror. N type GaAs(Si,B) is commercially grown as 10 kg crystal ingots and sliced into thin wafers as substrates for electronic circuits. Boron oxide is used as an encapsulant to prevent the loss of arsenic during crystal growth, but also has the benefit of providing boron acceptors for scintillation.

Оптика талшықтары арқылы температураны өлшеу

Осы мақсатта оптикалық талшықты температуралық сенсордың оптикалық талшығының ұшы галлий арсениді кристаллымен жабдықталады. 850 нм жарық толқын ұзындығынан бастап GaAs оптикалық түрде мөлдір болады. Торап аралығының спектрлік орны температураға байланысты болғандықтан, ол шамамен 0,4 нм/К-қа ығысады. Өлшеу құрылғысы жарық көзінен және торап аралығының спектрлік анықтамасын жүзеге асыратын құрылымнан тұрады. Торап аралығының өзгеруіне қарай (0,4 нм/К), алгоритм температураны есептейді (әр 250 мс сайын).

Спиндік-зарядтау конвертерлері

GaAs спинтроникада қолданылуы мүмкін, себебі оны спиндік заряд түрлендіргіштерінде платина орнына пайдалануға болады және оны жақсырақ реттеуге мүмкіндік бар.

Қауіпсіздік

Галий арсенидінің көздерінің (мысалы, триметилгалий және арсин) қоршаған ортаға, денсаулыққа және қауіпсіздікке қатысты аспектілері, сондай-ақ металл-органикалық прекурсорлардың өндірістік гигиеналық мониторингі туралы хабарламалар жарияланған. Калифорния штаты галий арсенидін канцероген ретінде тізімдеген, сондай-ақ IARC және ECA да тізімдейді. Алайда, 2013 жылғы шолу (өнеркәсіптік қаржыландырумен) осы жіктемелерге қарсы пікір білдірді, егер егеуқырлар немесе тышқандар ұсақ GaAs ұнтақтарын (бұрынғы зерттеулердегідей) тыныс алса, олар GaAs-тың өзінің бастапқы канцерогендік әсерінен емес, нәтижесінде туындаған өкпе тітіркенуі мен қабынуынан қатерлі ісікке шалдығады деді. Сонымен қатар, GaAs өндірісінде немесе қолданылуында ұсақ GaAs ұнтақтарының пайда болуы ықтимал емес.